河北工业大学创新研究院(石家庄)范书瑞教授团队参与了在河北崇礼的重大气象观测试验——“‘云顶使命’——2025年12月崇礼山地降雪‘云微物理-地表特性’天空协同观测试验”,并圆完成了无人机气象观测关键任务。该试验作为河北省重大气象服务项目的关键一环,由河北省气象局牵头组织,通过多平台、多尺度、高协同的立体观测体系,系统揭示了华北山地降雪云系从微观粒子到宏观辐射的完整物理过程,不仅获得中国气象局的权威报道与高度认可,还受到新华社等主流媒体的重点关注与专题推介。
试验构建了“微观特性—垂直结构—星地信号”三位一体的闭合观测链。在地面,依托高速显微摄影系统、2D视频降水粒子谱仪、高精度粒子尺度与质量测量仪等先进设备,精准获取非球形雪花的微观形态、尺度谱及质量信息;结合傅里叶变换红外光谱仪与Ka波段双偏振云雷达,同步观测雪花的辐射与微波散射特性。在空中,人工影响天气飞机搭载云粒子成像探头,在云雷达引导下深入云雪区,直接获取雪花/冰晶的空间分布、尺度谱与形状信息,有效延伸并验证了地面观测数据。在垂直探测方面,河创院团队承担了无人机气象观测关键任务,利用搭载温度、湿度、压强、风向风速等多要素传感器的无人机,精准获取了大气廓线数据,为完善“微观—垂直—宏观”立体观测数据链提供了核心支撑。在太空轨道上,风云四号系列卫星同步启动高光谱红外区域加密观测,实现了星地信号协同,助力地表辐射模型的验证与改进。
此次试验从2025年12月11日持续至13日,团队全程参与并发挥了重要作用。基于团队承担2023年石家庄科技合作专项“多机协同的导航定位与环境测量方法研究”研究成果,团队科研能力的一次重要升华——从方法研究迈向国家重大气象观测任务的实际应用,标志着团队在环境感知与无人机技术应用领域迈上了新台阶。
通过多单位、多学科的深度协同,试验系统揭示了山地降雪过程中云微物理特性与地表辐射特性的相互作用机理,为提升降雪预报精度、深化对天气过程的认知、支撑气候变化研究积累了宝贵的数据与经验。项目成果显著、影响广泛,充分体现了团队工作的行业价值与社会影响力。





该项目的成功实施,不仅有力对接并服务于国家重大气象战略,在实践层面贡献了扎实的科技支撑;同时也为学生搭建了“知行合一”的成长平台,有效锤炼了他们的社会责任、创新思维、团队协作与解决复杂问题的综合素养,实现了个人成长与国家发展的同频共振。